CN115368011B - 用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃及其制备方法，该纤芯玻璃的摩尔百分组成：SiO2 20‑25、B2O3 19‑27、CaO 0.5‑5、SrO 1‑5、BaO 15‑25、TiO2 10‑15、La2O3 5‑15、Gd2O3 7.1‑10、Nb2O5 1‑5；皮层玻璃摩尔百分组成：SiO2 73.0‑78.0，Al2O3 1.0‑5.0，B2O3 1.0‑5.0，Na2O 0.1‑2.9，K2O 7.1‑12.0，MgO 5.1‑10.0，SrO 0.1‑5.0，ZnO 0.1‑1.0，F2 1.1‑2.5％。本发明具有热学性能相互匹配、化学性能相容性匹配良好的优点。

Description

用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃及其制备 方法
技术领域
本发明涉及光学玻璃和光纤传像元件制造领域，特别涉及一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃及其制备方法。
背景技术
光纤传像元件包括光学纤维面板、光纤倒像器、光纤光锥、光纤传像束等，是一种性能优异的光电成像器件，其采用独特的皮料、芯料和吸收料配方，利用真空控制和棒管结合拉制工艺生产，使产品气密性好、畸变小、斑点少，具有结构简单，体积小，重量轻，数值孔径大，传光效率高，级间耦合损失小，耦合效率高，分辨率高，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度，能改善边缘像质等特点。光纤传像元件是由数千万根平行排列的光学纤维，经热熔压形成的高分辨力图像传像元件，是像增强器、高清晰显示用的关键材料，广泛地应用于军事、刑侦、航天、医疗等领域的各种阴极射线管、摄像管、Charge Coupled Device电荷耦合器CCD、微光夜视、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和其他需要传送图像的仪器和设备中，是当今世纪光电子行业的高科技尖端产品。
光纤传像元件的传像机理是利用光学纤维的全反射原理实现的，构成光纤传像元件的光学纤维是由低折射率的皮料玻璃管、高折射率的芯料玻璃棒和光吸收料玻璃丝利用棒管结合和真空拉制工艺经热熔压制备而成的。由于光纤传像元件是由纤芯玻璃棒、皮层玻璃管和光吸收料经过热熔合制备而成，其中制备过程中涉及到的拉丝、热熔压成型、扭转或拉伸成型等过程都需要经过高温加热到玻璃的软化温度，此过程如果芯、皮玻璃的相容性不匹配，极易导致芯、皮玻璃材料的成分发生相互渗透或扩散，会使得芯、皮界面的折射率发生变化，从而导致芯、皮界面处的全返射受到影响，降低光纤传像元件的集光能力。另外，由于光学纤维完全由皮料玻璃紧密地熔合在一起，各相邻之间的光学纤维靠的近，导致相邻纤维间会由于芯、皮层玻璃的热学性能不匹配而出现串光；或者由于芯、皮玻璃的化学相容性匹配不好，使得芯、皮的接触界面发生了中和反应而无法形成一个良好的光学界面；或者芯、皮玻璃的界面上发生了有害成分的互相扩散，使得芯、皮玻璃界面上出现了析晶、乳化的现象，破坏了界面的完美性，形成大量的暗丝；或者由于芯、皮玻璃材料的光学性能不匹配而导致光学纤维的数值孔径或透过率下降；或者光纤纤维的芯、皮接触界面由于其他的相容性失配而破坏了光的全反射条件，使光线在此发生了散射，这些散射光进入到相邻纤维中，就造成了串光。
发明内容
为了解决现有技术存在的光纤传像元件用芯、皮玻璃材料相容性不匹配的难题，本发明提供了一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物，包括纤芯玻璃和皮层玻璃：
所述纤芯玻璃具有1.79-1.82的折射率，由以下摩尔百分含量的组份组成：SiO220-25％、B2O3 19-27％、CaO 0.5-5％、SrO 1-5％、BaO 15-25％、TiO2 10-15％、La2O3 5-15％、Gd2O3 7.1-10％、Nb2O5 1-5％；
所述皮层玻璃具有1.48～1.51的折射率，由以下摩尔百分含量的组分组成：SiO273.0-78.0％，Al2O3 1.0-5.0％，B2O3 1.0-5.0％，Na2O 0.1-2.9％，K2O 7.1-12.0％，MgO5.1-10.0％，SrO 0.1-5.0％，ZnO 0.1-1.0％，F2 1.1-2.5％。
本发明还提供了一种优选的技术方案，一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物：
所述纤芯玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure BDA0003840623360000021
Figure BDA0003840623360000031
所述皮层玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure BDA0003840623360000032
本发明还提供了一种更优选的技术方案，一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物：
所述纤芯玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure BDA0003840623360000033
Figure BDA0003840623360000041
所述皮层玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure BDA0003840623360000042
本发明又提供使用所述的芯皮玻璃组合物制备相容性匹配良好的芯皮玻璃的方法：
所述纤芯玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料石英砂、硼酸或硼酐、碳酸钙、碳酸锶、硝酸钡、二氧化钛、氧化镧、氧化钆和氧化铌按照配料要求放入铂金坩埚中；
(2)在第一温度下熔融，玻璃熔制过程中进行2-3次的搅拌，再降温至第二温度下澄清；
(3)将澄清后的熔融玻璃液浇铸成规定的玻璃制品；
(4)将成型后的玻璃制品在退火炉中退火处理，再随炉冷却至室温；
所述皮层玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、MgO、SrO、ZnO、F2的氧化物原料按玻璃组份混合均匀，得到混合料；将混合料放入铂金坩埚中，再将铂金坩埚在预定温度下熔融，待熔融均匀后，将熔融玻璃液拉制成玻璃管，然后进行退火，得到用于光纤传像元件的低折射率皮层玻璃管。
所述第一温度为1450-1550℃；
所述第二温度为1380-1420℃；所述预定温度为1450～1550℃。
所述熔融的时间为5-10小时；所述澄清的时间为1.5-2.5小时；
所述退火处理为590-610℃保温1.5-2.5小时后用20-24小时降温至100℃。
本发明再提供一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃，按照所述的方法制备得到。
所述的纤芯玻璃在30～300℃范围的平均线热膨胀系数为(89±4)×10-7/℃；
所述的皮层玻璃在30～300℃范围的平均线热膨胀系数为(85±3)×10-7/℃。
本发明又提供一种所述的芯皮玻璃在光纤传像元件上的应用。
本发明中，SiO2是玻璃形成骨架的主体，是玻璃骨架中起主要作用的成分。所述的纤芯玻璃中，SiO2的摩尔百分比(mol.％)为20.0-25.0。SiO2含量低于20.0mol.％，不易获得高折射率的玻璃，同时会降低玻璃的耐化学稳定性；SiO2含量高于25.0mol.％时，玻璃的高温黏度会增加，造成玻璃熔制温度过高，同时玻璃的热膨胀系数会降低。所述的皮层玻璃中，SiO2的摩尔百分比为73.0-78.0mol.％。SiO2含量低于73.0mol.％，不易获得低折射率的玻璃，同时会降低玻璃的耐化学稳定性；SiO2含量高于78.0mol.％时，玻璃的高温黏度会增加，造成玻璃熔制温度过高，玻璃的制备成本过高，不利于玻璃管的拉制成型。
B2O3为玻璃形成氧化物，也是构成玻璃骨架的成分，同时又是一种降低玻璃熔制黏度的助溶剂。硼氧三角体[BO3]和硼氧四面体[BO4]为结构组元，在不同条件下硼可能以三角体[BO3]或硼氧四面体[BO4]存在，在高温熔制条件时，一般难于形成硼氧四面体，而只能以三面体的方式存，但在低温时，在一定条件下B3+有夺取游离氧形成四面体的趋势，使结构紧密而提高玻璃的低温黏度，但由于它有高温降低玻璃黏度和低温提高玻璃黏度的特性，也是降低玻璃折射率的主要成分，由此决定了它的含量范围较小。所述纤芯玻璃中，B2O3的摩尔百分比(mol.％)为19.0-27.0，B2O3的含量低于19.0mol.％，无法起到助溶的作用，同时会降低玻璃的化学稳定性；B2O3含量大于27.0mol.％，会降低玻璃折射率，同时使玻璃的分相倾向增加。所述皮层玻璃中，B2O3的摩尔百分比为1.0-5.0mol.％，B2O3的含量低于1.0mol.％，无法起到助溶的作用，同时会降低玻璃的化学稳定性；B2O3的含量大于5.0mol.％，会降低玻璃的热膨胀系数以及延长玻璃料性，同时使玻璃的分相倾向增加，不利于玻璃的固化成型和不易与高折射率玻璃匹配拉制光学纤维。
CaO是玻璃结构网络外体氧化物，CaO的摩尔百分比(mol.％)为0.5-5.0，CaO的含量大于5.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增加玻璃的热膨胀系数。
SrO是碱土金属氧化物，是玻璃结构网络外体氧化物，所述纤芯玻璃中，SrO的摩尔百分比(mol.％)为1.0-5.0，SrO的含量大于5.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增加玻璃的热膨胀系数。所述皮层玻璃中，SrO的摩尔百分比为0.1-5.0mol.％，SrO的含量大于5.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
BaO是玻璃结构网络外体氧化物，能有效提高玻璃的折射率，BaO的摩尔百分比(mol.％)为15.0-25.0，BaO的含量大于25.0mol.％，会增加玻璃的析晶温度，增大玻璃的析晶倾向，同时使得玻璃的密度显著提高。
TiO2是用来提高玻璃的折射率和透过率的，TiO2的摩尔百分比(mol.％)为10.0-15.0，TiO2的含量大于15mol.％，会降低玻璃的透过率。
La2O3是镧系稀土氧化物，能提高玻璃的折射率，La2O3的摩尔百分比(mol.％)为5.0-15.0，但La2O3含量大于15.0mol.％时会造成玻璃的热膨胀系数增加。
Gd2O3也是稀土氧化物，能增加玻璃的折射率，Gd2O3的重量百分比(mol.％)为7.1-10.0，Gd2O3含量大于10.0mol.％时会造成玻璃的密度和热膨胀系数增加。
Nb2O5也是稀土氧化物，能增加玻璃的折射率，Nb2O5的重量百分比(mol.％)为1.0-5.0，但Nb2O5含量大于5.0mol.％时会造成玻璃的密度和热膨胀系数增加。
Al2O3属于玻璃的中间体氧化物，同时能降低玻璃的分相倾向。Al3+在玻璃中有两种配位状态，即位于四面体或八面体中，当玻璃中氧足够多时，形成铝氧四面体[AlO4]，与硅氧四面体形成连续的网络，当玻璃中氧不足时，形成铝氧八面体[AlO6]，为网络外体而处于硅氧结构网络的空穴中，所以在一定含量范围内可以和SiO2一样成为玻璃网络形成主体。Al2O3的摩尔百分比为1.0-5.0mol.％。当Al2O3的含量低于1.0mol.％，玻璃的耐化性不足，同时会增加玻璃的料性，使得玻璃不易硬化；当Al2O3的含量大于5.0mol.％会显著增加玻璃的高温粘度，同时使得玻璃的熔制温度升高。
Na2O是碱金属氧化物，是玻璃结构网络外体氧化物，Na2O的摩尔百分比为0.1-2.9mol.％，Na2O的含量大于2.9mol.％，会增加玻璃的折射率和热膨胀系数，增大玻璃的析晶倾向。
K2O是碱金属氧化物，是玻璃结构网络外体氧化物，K2O的摩尔百分比含量为7.1-12.0mol.％，K2O的含量大于12.0mol.％，会增加玻璃的折射率和热膨胀系数，增大玻璃的析晶倾向。
MgO是碱土金属氧化物，是玻璃结构的网络外体氧化物，MgO的摩尔百分比为5.1-10.0mol.％，MgO的含量大于10.0mol.％，会使得玻璃变成快凝玻璃，不利于玻璃管拉制成型，同时会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾。
ZnO是用来降低玻璃的熔制温度的，ZnO的摩尔百分比为0.1-1.0mol.％，ZnO的含量大于1.0mol.％，会降低玻璃的耐化学稳定性和热膨胀系数，增加析晶倾向。
F2是用来降低玻璃的折射率的，F2的摩尔百分比为1.1-2.5mol.％，F2的含量大于1.1mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，本发明相容性匹配良好的光纤传像元件用芯皮玻璃，具有以下特性：
(1)具有良好的热学性能匹配，热膨胀系数相近；纤芯玻璃的热膨胀系数比皮层玻璃的膨胀系数高(3-10)×10-7/℃，这样的热学性能匹配能大大提高光学纤维的抗弯、抗拉、抗扭的强度。
(2)具有良好的化学性能相容性匹配，所拉制的光学纤维的芯、皮界面不会发生有害的离子扩散或化学反应，所制备的光纤传像元件的内部斑点缺陷数量少且尺寸小于50μm；
(3)具有良好的光学性能相容性匹配，所制备的光纤传像元件具有优良的固定图案噪声性能，在500-600nm波长范围内透过率＞65％，且在10倍显微镜下观察无明显复丝边界。
(4)本发明纤芯玻璃的软化点温度比皮层玻璃高30-100℃，在纤维拉制时，皮层玻璃料能够紧贴纤芯玻璃料；纤芯玻璃和皮层玻璃在拉丝温度下的粘度大致接近，有利于纤维丝径的稳定。两种玻璃匹配拉制光学纤维丝，在芯皮界面处不会发生中和反应和有害离子扩散。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明做进一步说明。
图1为本发明实施例提供的组成光纤传像元件的光学纤维内部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光学纤维全反射示意图；
其中，1为光吸收料玻璃，2为纤芯玻璃，3为皮层玻璃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明，但不作为对本发明的限定。
参见图1和图2，皮层玻璃管和纤芯玻璃棒匹配后拉制成单丝，单丝包括外部的皮层玻璃3和内部的纤芯玻璃2，多个单丝经过紧密排列成横截面为正六边形的六方体，在相邻的单丝之间设有光吸收料玻璃1拉制而成的光吸收丝，六方体中插入光吸收丝后组成一次复合棒，一次复合棒拉制成如图1所示的一次复丝。
为了解决芯、皮玻璃相容性匹配的问题，本发明采用将纤芯玻璃熔制浇铸成纤芯玻璃棒，将皮层玻璃拉制成皮层玻璃管，然后将皮层玻璃管和纤芯玻璃棒匹配后拉制成光学纤维。
本发明所述的皮层玻璃是一种低折射率玻璃，由SiO2-Al2O3-B2O3-RO-R2O玻璃系统组成的，并且引入F2作为玻璃澄清剂以消除气泡和降低玻璃的折射率，引入碱金属氧化物RO和碱土金属氧化物R2O来改善玻璃的抗析晶性能和高温粘度特性，提高玻璃的析晶温度下限，同时引入一定量的ZnO来调节玻璃的粘度，有效改善析晶性能，能得到一种满足光纤传像元件领域内的皮层玻璃配方及制作工艺。
对本发明用于光纤传像元件的芯皮玻璃所测定的参数及测定方法和仪器如下：
(1)折射率nD[λ＝589.3nm时玻璃的折射率]；
(2)30-300℃的平均热膨胀系数α30/300[10-7/℃]；
(3)玻璃的析晶温度Tc(℃)。
其中，玻璃的折射率nD采用折射率测试仪来测定；30-300℃的线膨胀系数采用卧式膨胀仪测量，以平均线膨胀系数表示，采用ISO 7991规定的方法测量，玻璃的抗析晶温度采用的是ASTM C829-1981规定的用梯度炉法测量玻璃的液化温度的规程方法来测量。
在本文中，所有的“摩尔百分比mol.％”是基于最终的玻璃组合物的总摩尔量，在表1和表2中分别详细列出了纤芯玻璃和皮层玻璃实施例的化学组成(mol.％)。
表1 纤芯玻璃实施例的化学组成(mol.％)和玻璃性能
Figure BDA0003840623360000091
Figure BDA0003840623360000101
表2 皮层玻璃实施例的化学组成(mol.％)和玻璃性能
Figure BDA0003840623360000102
以下实施例中所用原料及原料要求如下：
石英砂(高纯，150μm筛上物为1％以下、45μm筛下物为30％以下、Fe2O3含量小于0.01wt.％)、硼酸或硼酐(400μm筛上物为10％以下、63μm筛下物为10％以下)、碳酸钙(分析纯，平均粒径250μm)、碳酸锶(分析纯，纯度≥99.0％)、硝酸钡(分析纯，纯度≥99.0％)、二氧化钛(化学纯)、三氧化二镧(5N)、三氧化二钆(5N)、五氧化二铌(5N)、氢氧化铝或氧化铝(分析纯，平均粒径50μm)，碳酸钠(工业纯碱)，碳酸钾或硝酸钾(分析纯，纯度≥99.0％)，碱式碳酸镁(化学纯，平均粒径50μm)，氟化镁(分析纯，平均粒径45μm筛上物为1％以下)，氧化锌(分析纯)。
实施例1
纤芯玻璃棒的制备方法：
首先，按表1实施例1玻璃成份选择原料，并且要求对玻璃原料中的变价元素的氧化物如Fe2O3等进行严格控制，成品玻璃Fe2O3含量小于150PPm，并使其配料满足表1的玻璃化学组成，然后使用铂金坩埚在1550℃温度下熔融6小时，在玻璃熔制过程中，对玻璃进行2至3次的搅拌，使玻璃熔制均匀，待玻璃熔融后，再降温至1420℃温度澄清2小时，然后再将熔融玻璃液浇铸成规定的测试制品要求，再进行退火，退火处理为605℃保温2小时后用24小时降温至100℃，再随炉冷却至室温。其测试性能如表1所示，(1)折射率为1.81；(2)30-300℃的平均线膨胀系数85×10-7/℃。
皮层玻璃管的制备方法：
按表2实施例1玻璃成份选择原料，并且要求对玻璃原料中变价元素的氧化物如Fe2O3等进行严格控制，成品玻璃Fe2O3含量小于1PPm，并使其配料满足表2的玻璃化学组成，然后使用纯铂金坩埚在1550℃温度下熔融6小时，在玻璃熔制过程中，对玻璃进行2至3次的搅拌，待玻璃熔融均匀后，将熔融玻璃液拉制成玻璃管，然后进行退火处理，其测试性能如表2所示，(1)折射率为1.48；(2)30-300℃的平均线膨胀系数85×10-7/℃；(3)玻璃的析晶温度为910℃。
实施例2
纤芯玻璃棒的制备方法：
玻璃实际组成参照表1实施例2，使用与表1中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1500℃下熔融8小时，在玻璃熔制过程中，对玻璃进行2次搅拌，使玻璃熔制均匀，待玻璃熔融后，再降温至1400℃温度澄清1.5小时，然后再将熔融玻璃液浇铸成规定的测试制品要求，再进行退火，退火处理为600℃保温1.5小时后用23小时降温至100℃，再随炉冷却至室温。
采用与实施例1相同的测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.81；30-300℃的平均线膨胀系数91×10-7/℃。
皮层玻璃管的制备方法：
玻璃实际组成参照表2实施例2，使用与表2中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1450℃下熔融10小时的熔化工艺制度和与实施例1相同的测试条件，在表2显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.49；(2)30-300℃的平均线膨胀系数82×10-7/℃；(3)玻璃的析晶温度为915℃。
实施例3
纤芯玻璃棒的制备方法：
玻璃实际组成参照表1实施例3，使用与表1中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1480℃下熔融10小时，在玻璃熔制过程中，对玻璃进行3次搅拌，使玻璃熔制均匀，待玻璃熔融后，再降温至1380℃温度澄清2.5小时，然后再将熔融玻璃液浇铸成规定的测试制品要求，再进行退火，退火处理为595℃保温2.5小时后用20小时降温至100℃，再随炉冷却至室温度
采用与实施例1相同的测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.80；30-300℃的平均线膨胀系数93×10-7/℃。
皮层玻璃管的制备方法：
玻璃实际组成参照表2实施例3，使用与表2中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1500℃下熔融8小时的熔化工艺制度和与实施例1相同的测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.50；(2)30-300℃的平均线膨胀系数86×10-7/℃；(3)玻璃的析晶温度为910℃。
实施例4
纤芯玻璃棒的制备方法：
玻璃实际组成参照表1实施例4，使用与表1中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1450℃下熔融5小时，在玻璃熔制过程中，对玻璃进行2-3次搅拌，使玻璃熔制均匀，待玻璃熔融后，再降温至1390℃温度澄清2小时，然后再将熔融玻璃液浇铸成规定的测试制品要求，再进行退火，退火处理为610℃保温2小时后用24小时降温至100℃，再随炉冷却至室温，
采用与实施例1相同的测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.82；30-300℃的平均线膨胀系数89×10-7/℃。
皮层玻璃管的制备方法：
玻璃实际组成参照表2实施例4，使用与表2中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取在1480℃下熔融7小时的熔化工艺制度和测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.51；(2)30-300℃的平均线膨胀系数88×10-7/℃；(3)玻璃的析晶温度为905℃。
实施例5
纤芯玻璃棒的制备方法：
玻璃实际组成参照表1实施例5，使用与表1中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取相同熔化工艺制度和测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.79；30-300℃的平均线膨胀系数87×10-7/℃。
皮层玻璃管的制备方法：
玻璃实际组成参照表2实施例5，使用与表2中实施例1相同的原料及原料要求，并且采取相同熔化工艺制度和测试条件，在表1显示了试样的基本性能。(1)折射率为1.51；(2)30-300℃的平均线膨胀系数84×10-7/℃；(3)玻璃的析晶温度为905℃。
本发明还提供一种相容性匹配良好的光纤传像元件用芯皮玻璃材料的应用，本发明的芯皮玻璃材料可作为光纤传像元件的纤芯玻璃棒材料和皮层玻璃管材料使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物，其特征在于，包括纤芯玻璃和皮层玻璃：
所述纤芯玻璃具有1.79-1.82的折射率，由以下摩尔百分含量的组份组成：SiO2 20-25％、B2O3 19-27％、CaO 0.5-5％、SrO 1-5％、BaO 15-25％、TiO2 10-15％、La2O3 5-15％、Gd2O3 7.1-10％、Nb2O5 1-5％；
所述皮层玻璃具有1.48～1.51的折射率，由以下摩尔百分含量的组分组成：SiO2 73.0-78.0％，Al2O3 1.0-5.0％，B2O3 1.0-5.0％，Na2O 0.1-2.9％，K2O 7.1-12.0％，MgO 5.1-10.0％，SrO 0.1-5.0％，ZnO 0.1-1.0％，F2 1.1-2.5％。
2.根据权利要求1所述的用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物，其特征在于：
所述纤芯玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure FDA0003840623350000011
所述皮层玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure FDA0003840623350000012
Figure FDA0003840623350000021
3.根据权利要求1所述的用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃组合物，其特征在于：
所述纤芯玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure FDA0003840623350000022
所述皮层玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：
Figure FDA0003840623350000023
Figure FDA0003840623350000031
4.使用权利要求1-3任一项所述的芯皮玻璃组合物制备相容性匹配良好的芯皮玻璃的方法，其特征在于：
所述纤芯玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料石英砂、硼酸或硼酐、碳酸钙、碳酸锶、硝酸钡、二氧化钛、氧化镧、氧化钆和氧化铌按照配料要求放入铂金坩埚中；
(2)在第一温度下熔融，玻璃熔制过程中进行2-3次的搅拌，再降温至第二温度下澄清；
(3)将澄清后的熔融玻璃液浇铸成规定的玻璃制品；
(4)将成型后的玻璃制品在退火炉中退火处理，再随炉冷却至室温；
所述皮层玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、MgO、SrO、ZnO、F2的氧化物原料按玻璃组份混合均匀，得到混合料；将混合料放入铂金坩埚中，再将铂金坩埚在预定温度下熔融，待熔融均匀后，将熔融玻璃液拉制成玻璃管，然后进行退火，得到用于光纤传像元件的低折射率皮层玻璃管。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一温度为1450-1550℃；所述第二温度为1380-1420℃；所述预定温度为1450～1550℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述熔融的时间为5-10小时；所述澄清的时间为1.5-2.5小时。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述退火处理为590-610℃保温1.5-2.5小时，再用20-24小时降温至100℃。
8.一种用于光纤传像元件的相容性匹配良好的芯皮玻璃，其特征在于，按照权利要求4-7任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的相容性匹配良好的芯皮玻璃，其特征在于：
所述的纤芯玻璃在30～300℃范围的平均线热膨胀系数为(89±4)×10-7/℃；
所述的皮层玻璃在30～300℃范围的平均线热膨胀系数为(85±3)×10-7/℃。
10.一种权利要求8或9所述的芯皮玻璃在光纤传像元件上的应用。
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